在碳酸鈉生產(chǎn)過程中,二氧化碳和氨被送入冷的氯化鈉飽和溶液中。在發(fā)生的反應中,形成碳酸氫鈉,該碳酸氫鈉在鈉離子的存在下僅非常微溶,幾乎完全沉淀。通過過濾將其除去并點燃以產(chǎn)生碳酸鈉。
該方法的成分容易獲得且便宜。它們是鹽水(NaCl),氨(NH3)和石灰石(CaCO3)。在此過程中,CaCl2是獲得的重要副產(chǎn)物。
污水生物除磷工藝中,厭氧段有機基質的種類、含量及微生物所需營養(yǎng)物質與污水中含磷的比值是影響除磷效果的重要因素。不同的有機物為基質時,磷的厭氧釋放和好氧攝取效果是不同的。分子量較小的易降解有機物(如揮發(fā)性脂肪酸類等)容易被聚磷菌利用,將其體內儲存的多聚磷酸鹽分解釋放出磷,誘導磷釋放的能力較強,而高分子難降解有機物誘導聚磷菌釋磷能力就較差
碳酸鈉的性質
碳酸鈉的分子式:Na 2 CO 3
分子量/摩爾質量:105.9888g/mol
密度:2.54g/cm
沸點:1,600°C
熔點:851°C
碳酸鈉的化學性質
1.無水碳酸鈉對熱穩(wěn)定。它在852°C熔化而沒有分解。
2.碳酸鈉水溶液由于水解而釋放出OH-(aq)離子,呈弱堿性。
Na2CO3(s) + 2H2O(l) → H2CO3(aq) + 2Na+(aq) + 2OH–(aq)
3.碳酸鈉水溶液從空氣中吸收二氧化碳,形成碳酸氫鈉。
什么是無水碳酸鈉?
水合碳酸鈉的分子式為:Na2CO3.nH2O。加熱后,水合碳酸鈉完全分解成水和無水碳酸鈉Na2CO3。
4.碳酸鈉做什么用的?
碳酸鈉作為軟水劑,食品加工助劑,pH調節(jié)劑;化學游泳池和電解質也是碳酸鈉的主要用途。
碳酸鈉是一種無機化合物,又被人們稱為純堿,是化學及工業(yè)中的重要原材料。碳酸鈉的主要用途有:降低玻璃的熔點和增加玻璃的透明度、制造肥皂、提高紙張的白度和強度、增加染料的親和力和色牢度、制造化學品和藥物、防止食品變質或霉變等
糖原是由多個葡萄糖組成的帶分枝的大分子多糖,是胞內糖的貯存形式。如上圖所示聚磷菌中糖原在好氧環(huán)境下形成,儲存能量在厭氧環(huán)境下代謝形成為PHAs的合成的原料NADH并為聚磷菌代謝提供能量。所以在延遲曝氣或者過氧化的情況下,除磷效果會很差,因為過量曝氣會在好氧環(huán)境下消耗一部分聚磷菌體內的糖原,導致厭氧時形成PHAs的原料NADH的不足。
碳酸鈉可以用于制造不同類型的玻璃,如平板玻璃、浮法玻璃、光學玻璃等。例如,浮法玻璃是一種的平板玻璃,它是在一層熔融的錫上浮動一層熔融的玻璃而制成的,它的成分中含有碳酸鈉。
制皂工業(yè):碳酸鈉可以用于皂化油脂,制造肥皂。
碳酸鈉在水中水解,生成氫氧化鈉和二氧化碳。氫氧化鈉是一種強堿,可以與油脂中的酯類反應,生成甘油和脂肪酸鈉。脂肪酸鈉就是肥皂,它可以溶于水,去除油污。
一個實例過程是:將硬脂酸甘油酯(一種油脂)加入水中,再加入碳酸鈉,加熱攪拌,使其反應生成甘油和硬脂酸鈉(一種肥皂)。
A/O工藝除磷效果的極為重要的一點,就是使系統(tǒng)污泥在曝氣池中“攜帶”足夠的溶解氧進入二沉池,其目的就是為了防止污泥在二沉池中因厭氧而釋放磷,但如果不能快速排泥,二沉池內泥層太厚,再高的DO也無法污泥不厭氧釋磷,因此,A/O系統(tǒng)的回流比不宜太低,應保持足夠的回流比,盡快將二沉池內的污泥排出。但過高的回流比會增加回流系統(tǒng)和曝氣系統(tǒng)的能源消耗,且會縮短污泥在曝氣池內的實際停留時間,影響B(tài)OD5和P的去除效果。如何在快速排泥的前提下,盡量降低回流比,需在實際運行中反復摸索。一般認為,R在50~70%的范圍內即可。
造紙工業(yè):碳酸鈉可以用于漂白紙漿,提高紙張的白度和強度。
碳酸鈉在水中水解,生成過氧碳酸鈉和二氧化碳。過氧碳酸鈉是一種新型的漂白劑,可以與紙漿中的木素和色料反應,生成易溶于水的物質,從而達到脫色和增白的效果。
一個實例過程是:將廢舊紙漿加入水中,再加入9%的過氧碳酸鈉,攪拌均勻,然后在60℃下保持90分鐘的漂白時間,后用水洗滌,得到漂白后的紙漿。
常見生物除磷工藝
廢水生物除磷工藝一般由兩個過程組成,即厭氧釋磷和好氧攝磷兩個過程。目前應用的生物除磷工藝主要有在生物除磷基本原理基礎上發(fā)展起來的弗斯特利普(Phostrip)除磷工藝、厭氧-好氧(An/O) 工藝等除磷工藝。
制藥工業(yè):碳酸鈉可以用于制造一些藥物,如抗酸劑、瀉鹽等。
碳酸鈉可以與其他化合物發(fā)生反應,生成新的藥物。
一個實例過程是:將碳酸鈉與氯化鈉反應,生成碳酸氫鈉和氯化銨。碳酸氫鈉可以用作抗酸劑,中和胃酸,緩解胃痛。氯化銨可以用作瀉鹽,促進腸道蠕動,治療便秘。
含磷污泥進入除磷池,除磷池應保持厭氧狀態(tài),即DO≈0,NOㄨˉ≈0,含磷污泥在這里釋放磷,并投加沖洗水,使磷充分釋放,已釋放磷的污泥沉于池底,并回流至曝氣池,再次用于吸收廢水中的磷。含磷上清液從上部流出進入混合池。
④含磷上清液進入混合池,同步向混合池投加石灰乳,經(jīng)混合后進人攪拌反應池,使磷與石灰反應,形成磷酸鈣[Ca3 (PO4)2]固體物質。此系用化學法除磷。
⑤沉淀池Ⅱ為混凝沉淀池,經(jīng)過混凝反應形成的磷酸鈣固體物質在這里與上清液分離。已除磷的上清液回流進人曝氣池,而含有大量Ca3(PO4)2的污泥排出,這種含有高濃度PO3-的污泥宜用作肥料。